專利名稱：異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用單個(gè)控制器對(duì)大量步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行異步控制的陣列，包括電 機(jī)矩陣排列，開關(guān)控制裝置。由計(jì)算機(jī)進(jìn)行開關(guān)邏輯選擇，與步進(jìn)電機(jī)控制器 的輸出同步。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，電力電子技術(shù)和材料科學(xué)的飛速發(fā)展， 國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多性能優(yōu)越的新型特種電機(jī)。此類電機(jī)(包括步進(jìn)電機(jī))具有 較大的特殊性。如步進(jìn)電機(jī)將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移，采用與計(jì)算機(jī) 相關(guān)的控制技術(shù)，應(yīng)用于各種交通運(yùn)輸，家用電器，電器傳動(dòng)及其它如武器裝 備，醫(yī)療設(shè)備等自動(dòng)控制領(lǐng)域。
步進(jìn)電機(jī)需要與控制器配合使用，不能直接使用普通交直流電源。 一般情況 下一臺(tái)控制器可控制一臺(tái)電機(jī)或同步控制幾臺(tái)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。但涉及大量電機(jī) 異步運(yùn)行吋，需要每臺(tái)步進(jìn)電機(jī)配備相應(yīng)控制器，成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在實(shí)時(shí)性要求不高，十臺(tái)或上百臺(tái)步進(jìn)電機(jī)需要 異步運(yùn)行時(shí)，能通過一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行低成本的控制。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的構(gòu)想是將步進(jìn)電機(jī)負(fù)載進(jìn)行一種二維矩陣 排列和連接，在兩個(gè)維度上順序連接多個(gè)開關(guān)控制器件，通過計(jì)算機(jī)并行輸出 對(duì)開關(guān)進(jìn)行邏輯控制，以確定需運(yùn)行的步進(jìn)電機(jī)負(fù)載。同時(shí)由計(jì)算機(jī)指令控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)控制器輸出控制脈沖信號(hào)，如步距角，運(yùn)行速度等。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一種技術(shù)方案，是將大量的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行一種二維矩陣 排列及相應(yīng)連接。與一般控制矩陣不同，此種連接并不保證可以任意選擇陣列 中任意位置的數(shù)個(gè)步進(jìn)電機(jī)同步運(yùn)行。只能保證任意選擇單個(gè)步進(jìn)電機(jī)，或有 一定位置限制的多個(gè)步進(jìn)電機(jī)同步運(yùn)行。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二種技術(shù)方案，是選用半導(dǎo)體開關(guān)控制器件，而不是繼 電器等機(jī)電開關(guān)器件作為開關(guān)控制。兩個(gè)維度的半導(dǎo)體開關(guān)器件基極都將連接 到計(jì)算機(jī)的并行輸出口上，由計(jì)算機(jī)程序輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行開關(guān)邏輯控制， 以達(dá)到相應(yīng)負(fù)載電機(jī)的選擇。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三種技術(shù)方案，是用計(jì)算機(jī)將開關(guān)控制與步進(jìn)電機(jī)控制 器輸出同步，保證步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，步距角，角度細(xì)分，加減速，停止等信號(hào)能 精確地加載到程序所指定的步進(jìn)電機(jī)上。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四種技術(shù)方案是，要為每臺(tái)步進(jìn)電機(jī)配備在斷電情況下 的彈簧或永磁體抱死裝置。抱死裝置在電機(jī)通電時(shí)打開，以便電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。斷電 吋關(guān)閉，使電機(jī)停止在上次運(yùn)行結(jié)束吋的精確位置。
本發(fā)明大量減少了開關(guān)器件的數(shù)量，僅使用一臺(tái)控制器上，降低了大量步進(jìn) 電機(jī)異步運(yùn)行的成本，減小了功率消耗，邏輯控制簡(jiǎn)單。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本發(fā)明的電機(jī)矩陣排列和開關(guān)設(shè)置的原理圖。
圖2是控制實(shí)施方式的電路方框圖和與其連接的電機(jī)開關(guān)陣列的電路原理圖具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明的電機(jī)矩陣排列與開關(guān)設(shè)置的原理圖。按圖由橫向和縱向的 連線將電機(jī)繞組負(fù)載1連接，橫向開關(guān)2則按順序分別連接到橫向布置的連線 一側(cè)，縱向開關(guān)5按順序設(shè)置在縱向布線的下方，所有橫向開關(guān)2的另一端均 連接到步進(jìn)電機(jī)控制器的控制電壓輸出正極3，所有縱向開關(guān)5的另一端均連接 到輸出負(fù)極4。按上述連接方法則可以按照一定的開關(guān)邏輯選擇需控制的電機(jī)， 如開關(guān)TA3與TB1導(dǎo)通，則負(fù)載RA3B1被連接到步進(jìn)電機(jī)控制器上，其它電機(jī)則 被阻斷。不斷變化開關(guān)的組合，則可以按程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行選擇控制。
考慮到步進(jìn)電機(jī)控制器的輸出功率范圍，也可以選擇數(shù)個(gè)電機(jī)進(jìn)行同步控 制，如TB1 ， TB3與TA1接通，則RA1B1與RA1B3被并聯(lián)接通。
圖2為控制實(shí)施方式的電路方框圖和與其連接的電機(jī)開關(guān)陣列的電路原理圖。
半導(dǎo)體開關(guān)器件2按圖連接到電機(jī)陣列13，基極則按順序連接到計(jì)算機(jī)8中 的開關(guān)邏輯控制單元7并行輸出口 6上。程序指令單元9輸出指令控制電機(jī)的 選擇。脈沖控制/角分控制電路和功率放大器組成步進(jìn)電機(jī)的控制器部分，按計(jì) 算機(jī)8輸出的程序指令對(duì)選擇的電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，停止等運(yùn)行控制。 程序指令單元9同時(shí)要使開關(guān)邏輯控制與步進(jìn)電機(jī)控制同步。 步進(jìn)電機(jī)繞組1按圖中的連接方式接入矩陣，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子12上應(yīng)配備抱 死裝置，保證斷開情況下的精確定位。
權(quán)利要求
1、一種異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列，其包括——電機(jī)陣列(13)——順序連接到電機(jī)陣列上的開關(guān)(2)——由計(jì)算機(jī)控制的開關(guān)邏輯控制單元(7)——連接到計(jì)算機(jī)上的步進(jìn)電機(jī)控制器(14)——單個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子(12)上的抱死裝置其特征在于由計(jì)算機(jī)程序控制的開關(guān)邏輯控制開啟或關(guān)閉開關(guān)器件(2)，使得電機(jī)矩陣(13)中被選擇接通的步進(jìn)電機(jī)(1)連接到步進(jìn)電機(jī)控制器(14)上完成電機(jī)動(dòng)作。
2、 按照權(quán)利要求1所述的異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列，其特征在于電機(jī)按矩 陣方式連接，控制開關(guān)(2)在兩維方向順序連接到電機(jī)陣列(13)上。
3、 按照權(quán)利要求1所述的異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列，其特征在于控制開關(guān) 由半導(dǎo)體開關(guān)控制器件(2)組成。
4、 按照權(quán)利要求1所述的異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列，其特征在于程序指令單元(9)對(duì)開關(guān)邏輯選擇單元(7)與步進(jìn)電機(jī)控制器(14)進(jìn)行同步控制。
5、 按照權(quán)利要求1所述的異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列，其特征在于步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)子(12)上應(yīng)配備彈簧或永磁體抱死裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異步控制步進(jìn)電機(jī)陣列。包括單個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器，由步進(jìn)電機(jī)組成的矩陣排列，由三極管或功率開關(guān)器件組成的開關(guān)控制裝置，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行開關(guān)邏輯選擇，并與步進(jìn)電機(jī)的輸出同步。此種步進(jìn)電機(jī)控制方式大量減少了開關(guān)器件的數(shù)量，僅使用一臺(tái)控制器，降低了大量步進(jìn)電機(jī)異步運(yùn)行的成本，減小了功率消耗，邏輯控制簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G05B15/02GK101534089SQ20081008464
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者銘 汪 申請(qǐng)人:銘 汪